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LCL滤波器有源阻尼控制机制研究

中国电机工程学报 2012年第9期32卷 27-33,6页

作者：许津铭谢少军肖华锋南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016

有源阻尼技术是实现LCL滤波器谐振峰值抑制的有效方法,目前已经有多种有源阻尼方案被提出。但已有文献对有源阻尼方案进行分析时均未涉及有源阻尼的机理问题,未给出各方案提出的依据。该文深入分析有源阻尼技术,指出有源阻尼实质上是对... 详细信息

有源阻尼技术是实现LCL滤波器谐振峰值抑制的有效方法,目前已经有多种有源阻尼方案被提出。但已有文献对有源阻尼方案进行分析时均未涉及有源阻尼的机理问题,未给出各方案提出的依据。该文深入分析有源阻尼技术,指出有源阻尼实质上是对系统谐振峰值附近对应的输出频率成分的反馈控制,当该反馈为负反馈时可以实现较好的抑制效果,且反馈深度越深,谐振峰值抑制效果越好。在此基础上,不仅解释了现有基于逆变器侧电感电流、滤波电容电流及其电压反馈控制的有源阻尼技术的本质,还得到了基于包括滤波电容、逆变器侧电感以及网侧电感在内的有源阻尼反馈环节的设计要求,并推演了LCL滤波并网系统中可行的有源阻尼控制方案。实验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：并网系统 LCL滤波器有源阻尼负反馈

基于极点配置的LCL滤波并网逆变器电流控制策略

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电力系统自动化 2014年第3期38卷 95-100,105页

作者：许津铭谢少军唐婷南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016

LCL滤波并网逆变器具有良好的应用前景。针对其电流控制,文中在分析了传统的单进网电流闭环方案局限性的基础上,结合有源阻尼控制机理,提出了一种基于极点配置的进网电流控制思想。其内环为极点配置环路,外环为进网电流比例—积分控制,... 详细信息

LCL滤波并网逆变器具有良好的应用前景。针对其电流控制,文中在分析了传统的单进网电流闭环方案局限性的基础上,结合有源阻尼控制机理,提出了一种基于极点配置的进网电流控制思想。其内环为极点配置环路,外环为进网电流比例—积分控制,可实现高带宽的电流控制。进一步提出内环配置两个极点为基波共轭极点,另两个极点为谐振频率处共轭极点的方案,实现谐振峰的有效抑制及基波频率处的高增益。分析并推演了其实现方法,包括反馈的选择和参数设计。最后,详细分析了所述方案控制性能并给出了实验验证。

关键词：并网逆变器 LCL滤波器有源阻尼谐振控制极点配置电流控制

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并网逆变器电网阻抗检测技术综述

电网技术 2015年第2期39卷 320-326页

作者：谢少军季林许津铭南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016

分布式发电系统中,并网逆变器的性能同电网阻抗密切相关,而电网阻抗随着时间和电网运行状态的变化而变化,因此精确的电网阻抗测量是实现并网逆变器在弱电网场合下高性能自适应控制的关键技术。已有文献研究了电网阻抗测量技术并提出了... 详细信息

分布式发电系统中,并网逆变器的性能同电网阻抗密切相关,而电网阻抗随着时间和电网运行状态的变化而变化,因此精确的电网阻抗测量是实现并网逆变器在弱电网场合下高性能自适应控制的关键技术。已有文献研究了电网阻抗测量技术并提出了一些可行的方法,但已有研究未明晰各方法的优缺点。为此,分类整理了已有的电网阻抗测量方法,将其分为主动测量方式,被动测量方式和准被动测量方式3大类,并且评述了各方法的特性、优缺点和适用场合。最后指出了目前还待解决的一些问题。

关键词：分布式发电系统并网逆变器电网阻抗测量综述

弱电网下LCL滤波并网逆变器自适应电流控制

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中国电机工程学报 2014年第24期34卷 4031-4039页

作者：许津铭谢少军唐婷南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016

由电网电压谐波以及电网阻抗变化等引起的电网不确定性严重影响LCL型并网逆变器的电流控制。电网电压比例前馈因实现方便且可有效地抑制电网谐波的作用而获得了广泛的关注,但少有文献探讨其在电网阻抗大幅变化即弱电网下的性能。该文分... 详细信息

由电网电压谐波以及电网阻抗变化等引起的电网不确定性严重影响LCL型并网逆变器的电流控制。电网电压比例前馈因实现方便且可有效地抑制电网谐波的作用而获得了广泛的关注,但少有文献探讨其在电网阻抗大幅变化即弱电网下的性能。该文分析表明,弱电网下该前馈补偿会大幅降低电流控制的稳定裕度。随着电网阻抗中感性成分的增大稳定裕度变差,最终导致不稳定。此外,低次谐波电流抑制也会失效。针对上述问题,提出一种基于电网阻抗估测的自适应控制方法,即时修正用于前馈补偿的电压以及调整调节器参数以保证较好的相位裕度或高带宽。对比分析以及实验研究表明提出的方案可有效地提高LCL滤波并网逆变器的电网适应性。

关键词： LCL滤波器电网失真电网阻抗前馈补偿自适应控制

三电平中点钳位变换器电容电压自平衡机理与均压控制策略

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电力系统自动化 2014年第7期38卷 95-100,111页

作者：石祥花许津铭谢少军南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016

三电平中点钳位(3L-NPC)半桥拓扑输入端为电容串联结构,由于电路的非理想因素,存在电容电压不均衡问题。文中根据推导出的3L-NPC半桥等效电路,从时域角度详细分析了电容压差与电容电流的关系,表明3L-NPC具有自平衡特性,且其自平衡电流... 详细信息

三电平中点钳位(3L-NPC)半桥拓扑输入端为电容串联结构,由于电路的非理想因素,存在电容电压不均衡问题。文中根据推导出的3L-NPC半桥等效电路,从时域角度详细分析了电容压差与电容电流的关系,表明3L-NPC具有自平衡特性,且其自平衡电流主要来自于负载电流的直流分量。基于此总结出2类均压控制策略:第1类,采用传统比例—积分或比例—谐振等调节器,加入特定变量反馈,以恢复3L-NPC自平衡特性;第2类,采用不破坏3L-NPC自平衡特性的调节器。根据第2类均压控制思想,提出了采用准谐振调节器的均压控制策略,可简化系统控制,降低系统成本。此外还给出了具备自平衡特性的双环控制方案,改善了系统的响应速度。仿真与实验结果证明了理论分析的正确性。

关键词：逆变器三电平中点钳位均压控制准谐振调节器

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LCL并网逆变器即时采样的混叠现象与抑制

中国电机工程学报 2016年第15期36卷 4192-4202页

作者：张斌锋许津铭谢少军南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016

采用即时采样技术可有效地减小采样延迟,提高LCL并网逆变器有源阻尼控制的鲁棒性。然而,该采样方法受到频率混叠的影响,导致信号采样不准确,限制了其实用性。为分析并解决频率混叠问题,该文建立了基于实际数字信号处理器(digital signal... 详细信息

采用即时采样技术可有效地减小采样延迟,提高LCL并网逆变器有源阻尼控制的鲁棒性。然而,该采样方法受到频率混叠的影响,导致信号采样不准确,限制了其实用性。为分析并解决频率混叠问题,该文建立了基于实际数字信号处理器(digital signal processor,DSP)工作模式的频率混叠分析模型,系统地分析了采样时刻与频率混叠程度的关系。分析表明,无论是传统的采样方案还是即时采样方案,均存在一定的频率混叠现象,但相对来说,传统采样方案混叠程度较轻。在此基础上,结合LCL并网逆变器有源阻尼控制对信号采样的需求,分析了多次采样和即时采样附加高通滤波两种频率混叠抑制方案,给出了相应的仿真与实验结果。多次采样方案增加了软硬件的实现难度,而附加高通滤波器的方案较为简便,更具实用性。

关键词：并网逆变器 LCL有源阻尼即时采样混叠现象混叠抑制

分布式发电系统中LCL滤波并网逆变器电流控制研究综述

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中国电机工程学报 2015年第16期35卷 4153-4166页

作者：许津铭谢少军张斌锋南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016

并网逆变器是分布式发电系统的重要接口,入网电流的质量是其重要指标。采用LCL滤波器的并网逆变器可大幅抑制开关频率谐波,但滤波器谐振易造成入网电流振荡而控制困难。而且,随着分布式发电系统规模的增大,公共耦合点处的电网阻抗、电... 详细信息

并网逆变器是分布式发电系统的重要接口,入网电流的质量是其重要指标。采用LCL滤波器的并网逆变器可大幅抑制开关频率谐波,但滤波器谐振易造成入网电流振荡而控制困难。而且,随着分布式发电系统规模的增大,公共耦合点处的电网阻抗、电压波动与谐波以及串并联谐振等也会严重影响电流控制性能。已有较多文献针对分布式发电系统中的LCL滤波并网逆变器进行了研究,但仍欠缺对相关研究成果的系统性归纳与总结,难以明晰进一步研究的重点。该文从LCL滤波器参数优化设计、LCL谐振抑制、电流控制以及复杂电网下的谐波干扰等方面归纳并评述了已有的研究成果,指出了LCL滤波并网逆变器为适应大规模分布式发电所必须解决的关键技术问题。

关键词：分布式发电并网逆变器 LCL滤波器电流质量谐振抑制

基于Buck交—交斩波器的无功补偿器拓扑与控制方法设计

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电力系统自动化 2013年第5期37卷 124-129页

作者：武伟谢少军汤雨许津铭南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016

首先介绍了一种新的交流斩波型无功补偿器,无需直流储能环节,系统可靠性得到加强。以Buck型交流斩波无功补偿器为对象,分析了交流斩波无功补偿的基本原理和补偿特性,推导出占空比与补偿电流之间的关系,建立了系统分析模型。在此基础上,... 详细信息

首先介绍了一种新的交流斩波型无功补偿器,无需直流储能环节,系统可靠性得到加强。以Buck型交流斩波无功补偿器为对象,分析了交流斩波无功补偿的基本原理和补偿特性,推导出占空比与补偿电流之间的关系,建立了系统分析模型。在此基础上,提出了基于广义积分的直接电流控制策略,并给出了参数设计准则,最后进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,基于直接电流控制的Buck型交流斩波无功补偿器可以实现对网侧无功功率的实时补偿。

关键词：交流斩波 Buck电路无功补偿直接电流控制锁相环

基于MMC双向DC-DC变换器的超级电容储能系统控制策略分析与设计

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中国电机工程学报 2014年第27期34卷 4568-4575页

作者：武伟谢少军张曌许津铭南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016

研究一种基于多模块多电平双向DC-DC变换器的超级电容储能系统,该系统可有助于减小超级电容单体电压低与应用场合电压高间的矛盾。超级电容组间的均压控制是该系统稳定运行的关键之一。对超级电容组的均压控制和储能系统能量管理策略进... 详细信息

研究一种基于多模块多电平双向DC-DC变换器的超级电容储能系统,该系统可有助于减小超级电容单体电压低与应用场合电压高间的矛盾。超级电容组间的均压控制是该系统稳定运行的关键之一。对超级电容组的均压控制和储能系统能量管理策略进行分析和设计。利用双向变换器的小信号模型分析超级电容储能系统电流控制与超级电容组间均压控制的关系,设计多模块多电平双向DC-DC变换器的双闭环控制策略,在稳定控制网侧电感电流的同时实现超级电容组间电压均衡的解耦控制。进一步,根据母线电压变化及超级电容荷电水平(state of charge,SOC)提出储能系统能量控制策略。系统仿真和实验验证了所提出的基于MMC双向变换器的超级电容储能系统控制策略的有效性。

关键词：储能系统超级电容双向DC/DC变换器模块多电平变换器电压均衡能量管理控制策略